分析環境監測中的固相微萃取法的應用

路俊杰 候偉東

摘要:在經濟高速發展的今天,環境污染問題越來越嚴重,人們的環保意識也在不斷的增強,有機物對環境帶來的污染尤其受到關注。固相微萃取法本身具有快捷、方便、價廉以及靈敏等優勢,是一種樣品前進行處理的新技術,而且已經被廣泛地用到了對環境監測之中。文章介紹了環境監測中固相微萃取法的含義,分析了固相微萃取法在土壤環境監測、水源環境監測以及大氣環境監測中的應用。

關鍵詞:環境監測固相微萃取法應用

中圖分類號:X830 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0137-01

1環境監測中的固相微萃取法的含義

隨著科學技術和經濟發展的不斷進步,人們對環境中污染物的監測越來越關注。但是由于土壤、水源以及大氣中的污染物含量比較低、種類還很多,一般的監測方法的靈敏度無法達到要求的標準,而且基質和污染物之間存在著很強的相互性,難以通過目標組分進行監測,需要應用樣品前的處理技術進行監測。索氏萃取、頂空法、液液萃取、固相萃取等是一些傳統環境檢測中應用到的樣品前處理技術。但是這些處理技術存在著處理時間較長、操作步驟比較復雜、很容易造成易揮發組分的丟失,使得監測數據產生誤差,最終影響到環境監測的結果。

目前,環境監測中最新的樣品前的處理技術就是固相微萃取法。它是一種萃取、解吸、濃縮以及進樣一體化的樣品前的處理技術,是在傳統的固相萃取的基礎上,在保留傳統固相萃取全部優勢的前提下,摒棄通過使用有機溶劑或者注入充物來進行解吸的缺點[1]。固相微萃取法是把纖維上的吸附劑或者是高分子涂層作為固定相,再應用吸收機理或吸附機理對目標組分開始萃取和濃縮的操作,然后通過氣相色譜的進樣器進行熱解吸,最后進行分析和監測。

由于固相微萃取法對樣品的用量比較少、對監測物的選擇性比較高、而且更加方便、快捷,同時實現了固相微萃取法與電泳、高效液相色譜、紫外光譜等監測儀器聯合使用,使得環境檢測中對固相微萃取法的應用變得更加廣泛。與其他樣品前的處理技術相比,固相微萃取法更加適合應用到現場的監測之中。

2固相微萃取法在環境監測中的應用

2.1 在監測土壤環境中固相微萃取法的應用

固相微萃取法要應用到固體樣品的監測中,需要先對樣品進行加熱,使固體樣品中的揮發性化合物成為頂空狀態,然后用頂空的方法進行萃取。或者是應用浸取浸提液法,把固體樣品轉化到液相中,再通過固相微萃取實現土壤環境的監測[2]。

應用第一種方法進行土壤環境監測,萃取的效果有很大的優勢,重復性比較好,平均的回收率達到了70.2%～105.1%之間。在應用第二種方法進行土壤環境監測時,很多情況都會選擇索氏萃取或是超生萃取的方法,但是它們均需要通過應用很多有機溶劑才能進行監測,分析需要的時間也很長。利用微波結合固相微萃取法,將不需要采用有機溶劑,充分體現了固相微萃取法的低毒性、高安全、低成本的特征,也是滿足可持續發展要求的一種監測方法。

2.2 在監測水源環境中固相微萃取法的應用

針對水源環境中不同類型的污染物進行監測,一般較多采用的是直接萃取法和頂空萃取法這兩種方法。隨著科學技術的不斷進步,出現了一種新的處理技術,即固相微萃取法,將全新的涂層和先進的監測儀器結合在一起,并應用到了水源環境污染物的監測中。下面舉例說明在監測水源環境應用固相微萃取法的試驗方法:第一,利用芯片狀PDMS來萃取水源樣品的涂層,聯合SPME-UV檢測儀器,按照比爾定律定量的原理進行分析,對河水、湖水或是池水中的芳香烴這類型的污染物進行監測,其中RSD值為5%到10%,LOD值為每升4.9～17;第二,應用SPME-CE這項聯合技術,對水源環境中的多環芳烴這類型的污染物進行監測,其中LOD值為每升0.9,使監測分析的靈敏度得到了提高;第三,通過SPME-GC這項技術聯用技術,可以成功監測出化工廠排出的工業廢水中所含有的污染物。

選取不同的萃取方式和萃取涂層,聯合先進的監測儀器,固相微萃取法在河水、湖水、池水等水源環境監測中的應用已經非常廣泛,對于水質的提高起到了重要的促進作用。

2.3 在監測大氣環境中固相微萃取法的應用

大氣環境中,有很多的有機污染物會對人體的器官會造成一定的影響,甚至引發一些畸胎性、誘發性以及致癌性的病變。所以,對大氣中的有機污染物的環境監測非常重要,固相微萃取法在監測大氣環境中也起到了一定的成就。用固相微萃取法進行大氣環境監測時,必須提取一系列不同濃度的氣態樣品,這是進行相關定量分析的關鍵[3]。針對氣態樣品的選取,需要滿足一些條件才能夠作為標準的樣品進行檢測:首先,對氣態分析物的濃度必須保證并提高其標準性;其次,在一定的時間范圍內,能夠保證氣態分析物濃度的恒定性;最后,在監測實驗的過程中,可以獲取到相同濃度的氣態分析物,而且可以通過溫度、質量以及壓強等因素分析和計算氣體的濃度。

完善和提高對實際的氣體樣品的采樣過程以及技術分析,可以提高固相微萃取法在監測大氣環境中的準確性。一般所采集的標準氣體可以分為兩種方式,即靜態和動態。本文以室內空氣中具有揮發性質的有機污染物為例,說明不同方式的標準氣體取樣。一是直接將萃取涂層放到室內的大氣中進行取樣,屬于一種靜態方式取樣;二是通過電風扇將大氣中的氣態樣品吹到萃取的涂層中進行取樣,屬于一種動態方式取樣。將兩種方式的取樣進行對比,得到的結果是:通過靜態方式得到的取樣的萃取量大約為動態方式得到的取樣萃取量的65%～85%之間,但是取樣的精密度卻比動態方式的取樣稍微低一點。

3結語

固相微萃取法作為一種新型的樣品前的處理技術,不僅具有傳統固相萃取的優勢,還具有低毒性、低成本、高安全的特性,已經在我國環境監測中得到了廣泛的應用,對環境的監測和分析起到了重要的意義,環境監測的水平得到了提高,監測數據更加精準,對我國環境的優化起到了重要的促進作用。

參考文獻

[1] 郭兆凱,朱英存,楊旭,等.固相微萃取(SPME)技術在水質監測中的應用[J].中國環境管理干部學院學報,2008(2).

[2] 傅彥斌.固相微萃取分析條件的優化[J].干旱環境監測,2006(1).

[3] 張俊花,張洪林.固相微萃取-氣相色譜在水中有機污染物測定中的應用[J].中國環境監測,2011(4).